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Die
Erfindung betrifft eine Fadenbremse nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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An
vielen Textilmaschinen, die wie Spinn-, Spul- oder Webmaschinen
mit laufenden Fäden
arbeiten, sind Fadenbremsen in den Prozessablauf eingefügt. In Kabliermaschinen
werden im Gatterfadenlauf für
jede einzelne Spindelposition einstellbare Fadenbremsen eingesetzt,
um dem Gatterfaden eine definierte Fadenzugkraft beziehungsweise
Fadenspannung zu erteilen. Diese Fadenbremsen sind vor dem Eintritt
des Fadens in die Spindelachse, beispielsweise unmittelbar im Gatter,
angeordnet. Die Höhe
der eingestellten Fadenzugkraft bestimmt die Größe der auf der Speicherscheibe
der Kablierspindel entstehenden Fadenumschlingung und ist ein wichtiges
Kriterium für
die Laufgüte
des Kablierprozesses. Bei jedem Garnwechsel oder beim Wechsel von
Maschinenparametern, wie zum Beispiel der Produktionsgeschwindigkeit,
muss die Fadenspannung an jeder Spindel passend eingestellt werden.
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In
der Praxis kommen unterschiedliche Bremssysteme zum Einsatz. Kapselbremsen
und Kugelbremsen erzeugen die Fadenspannung durch auf den Faden
wirkende Normalkräfte.
Die Einstellung der Fadenzugkraft erfolgt mechanisch über die Höhe des Federdrucks
einer Feder oder über
die Variation des Kugelgewichtes oder der Anzahl der wirksamen Kugeln.
Derartige Fadenbremsen sind beispielsweise aus der
DE 100 45 909 A1 bekannt.
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Bei
so genannten Umschlingungsbremsen, zum Beispiel einer Krokodilbremse,
wie sie aus der
DE
100 09 611 A1 bekannt ist, wird die Fadenzugkraft über die
Reibwirkung des Fadens an üblicherweise
aus Keramik ausgeführten
Umlenkelementen erzeugt. Die Einstellung der Fadenzugkraft erfolgt durch
Verstellung des Umschlingungswinkels.
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Alle
vorgenannten Bremsen haben den Nachteil, dass sie einerseits abhängig vom
Reibwert des Garnes sind, was zu unterschiedlichen Fadenzugkräften bei
gleicher Einstellung der Fadenbremse führt, und andererseits der Faden
durch die Reibung zusätzlich
beansprucht und dadurch möglicherweise geschädigt wird.
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Auch
Hysterese-Bremsen werden als Fadenbremsen eingesetzt. Bei den Hysterese-Bremsen ist
das Garn um ein Fächerscheibenpaar
gewunden, das von einem Permanentmagnetsystem gebremst wird. Die
Fadenzugkraft ist über
die Höhe
der Magnetkraft wählbar.
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Die
Einstellung der Fadenzugkraft erfolgt bei allen bisher beschriebenen
Fadenbremsen für
jede Kablier- beziehungsweise Zwirnstelle einzeln von Hand durch
entsprechende Verstellknöpfe,
Verstellräder
oder auch durch Wechsel von Bremselementen, wie zum Beispiel Federkapseln
mit anderer Feder oder Stahlkugeln mit anderem Gewicht. Die Einstellung
einer ganzen Maschine mit der üblichen
Vielzahl von Arbeitsstellen ist entsprechend zeitaufwendig.
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Aus
der
DE 198 01 334
C2 ist eine Hysterese-Bremse als Fadenbremse für Textilmaschinen
bekannt, bei der die Magnetkraft einstellbar mittels einer Magnetspule
erzeugt wird. Derartige Hysterese-Bremsen sind aufwendig aufgebaut
und verbrauchen elektrische Energie. Hysterese-Bremsen mit elektromagnetischer
Bremskrafterzeugung erfordern außerdem ein zusätzliches
Versorgungsnetz an der Maschine.
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Die
EP 0 900 171 B1 beschreibt
eine als Fadenbremse arbeitende Hysterese-Bremse, bei der die Magnetkraft
mittels Permanentmagneten erzeugt wird. Die Permanentmagneten wirken
mit einem von ihnen beabstandeten kronenförmigen Bauteil aus ferromagnetischem
Material zusammen. Der Faden läuft
zwischen zwei drehbar gelagerten tellerförmigen Scheiben. Die Hysterese-Bremse weist eine Kammer
auf, die mit Druckluft beaufschlagbar ist. Durch Veränderung
des Luftdrucks ändert
sich der Abstand zwischen den Permanentmagneten und dem kronenförmigen Bauteil. Ändert sich
der Luftdruck um einen bestimmten Wert, ist der Betrag, um den sich
der Abstand ändert,
von der Federkraft einer Feder abhängig. Die Federkennlinien derartiger
Federn weisen hohe Toleranzen auf. Daher muss, wenn an den Arbeitsstellen
einer Textilmaschine jeweils gleiche Fadenspannung vorliegen soll,
bei jeder Neueinstellung des Luftdrucks eine Justierung vorgenommen
werden. Diese erfolgt durch Verdrehen einer als Mutter bezeichneten
Gewindekappe am freien Ende der Hysterese-Bremse. Mittels der Gewindekappe kann
der Andruck der Teller aneinander und damit die Spannung, die die
Teller dem Faden erteilen, eingestellt werden. Diese Justierung
ist an jeder der zahlreichen Arbeitsstellen der Textilmaschine nach
jeder pneumatisch vorgenommenen Neueinstellung der Fadenspannung
notwendig. Neben der aufwändigen,
kostenintensiven Bauart der Hysterese-Bremsen muss aufgrund der
Justierarbeiten erheblicher, immer wiederkehrender Bedienungsaufwand
und damit verbundener Produktionsstillstand in Kauf genommen werden.
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Aus
der
DE 39 23 758 A1 ist
eine Rollenbremse für
den Einsatz an Vorlagegattern von Webereivorbereitungsmaschinen,
wie Schär- oder Zettelmaschinen,
bekannt. Das Anpressen der beiden Rollen gegeneinander erfolgt über Zugfedern.
Die Höhe der
Anpresskraft wird durch Einstellung der durch die Feder ausgeübten Federkraft
ausgewählt.
Dabei wirken sich jedoch, wie bereits oben ausgeführt, die
hohen Toleranzen der Federkennlinien von Federn aus. Dies muss beispielsweise über eine
mechanische Justiervorrichtung kompensiert werden, um eine hinreichende
Reproduzierbarkeit sicherzustellen. Die Justierungen gelten nur
für den
eingestellten Fadenspannungswert. Ist ein anderer Fadenspannungswert
beziehungsweise eine Verstellung erforderlich, ist die Justierung
erneut vorzunehmen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einstellbare Fadenbremse
für den
Fadenlauf des Außenfadens
beim Kablieren zu schaffen, die kostengünstig ist und den Aufwand beim
Einstellen der Fadenzugkraft vermindert.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Fadenbremse mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine
als Rollenbremse mit zwei drehbar gelagerten und gegeneinander pressbaren
Rollen ausgebildete Fadenbremse und die durch eine Pneumatikeinrichtung
beaufschlagbar ist, welche den zwischen den Rollen wirkenden Anpressdruck
erzeugt und an eine zentrale Druckluftversorgung angeschlossen ist,
ist kostengünstig
und bietet eine schonende Fadenzugkrafterzeugung sowie die Möglichkeit,
die Einstellung der Fadenzugkraft auf einfache Weise exakt reproduzierbar
zu verändern.
Damit lässt
sich die dem Faden erteilte Fadenzugkraft zentral und zusammen mit
weiteren erfindungsgemäßen Rollenbremsen
der Kabliermaschine in jeweils gleicher Höhe pneumatisch einstellen.
Nach einer Änderung
des Luftdrucks brauchen die einzelnen Rollenbremsen nicht nachjustiert
zu werden, um zu gewährleisten,
dass von allen Rollenbremsen dem jeweiligen Faden die gleiche Fadenzugkraft
erteilt wird. Es kann auf die an einer Kabliermaschine vorhandene Druckluftversorgung
zurückgegriffen werden.
Es sind keine zwischengeschalteten Bauelemente vorhanden, deren
spezifische Eigenschaften wie beispielsweise die Federkennlinien
mit ihren hohen Toleranzen bei Federn, der Grund für abweichenden
Anpressdruck bei weiteren an die zentrale Druckluftversorgung angeschlossenen
Rollenbremsen sind. Vorteilhaft wirkt die Pneumatikeinrichtung über eine
Halterung auf das durch die Rollen gebildete Rollenpaar.
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Weist
die Pneumatikeinrichtung einen Druckzylinder auf, sind die Kosten
für ein
solches Normteil gering.
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Ist
der Druckzylinder als Direktmembranzylinder ausgebildet, ist ein
solches statisches Luftkammersystem leckagefrei.
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Ist
eine der beiden Rollen schwenkbar auf einem Hebelarm angeordnet
und greift der Druckzylinder direkt an den Hebelarm an, ist der
Anpressdruck zwischen den beiden Rollen exakt reproduzierbar einstellbar.
Federkennlinien brauchen nicht berücksichtigt zu werden, da keine
Feder im Kraftfluss eingesetzt ist.
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Die
Bremswirkung und damit die Erteilung der Fadenzugkraft auf den Faden
wird vorteilhaft erzeugt, indem die Rollen ein Rollenpaar bilden,
welches dem freien Drehen Widerstand entgegensetzt. Dabei wird der
Widerstand bevorzugt auf einfache Weise durch Walkarbeit bewirkt.
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Vorteilhaft
besteht eine der beiden Rollen zumindest am Umfang aus elastischem
Material und die andere Rolle zumindest am Umfang aus starrem Material.
Bevorzugt ist das elastische Material Gummi. Gummi ist kostengünstig und
besonders gut für einen
derartigen Einsatz geeignet. Eine reproduzierbare Einstellung der
Fadenzugkraft ist mittels der zentral vorgenommenen Beaufschlagung
der Pneumatikeinrichtung mit Druckluft möglich. Dabei kann mit minimalen
Verstellwegen des Druckzylinders und des Hebelarmes in der Größenordnung
der Abflachung der Gummibeläge
der Rollenbremse gearbeitet werden. Besteht die eine Rolle zumindest
am Umfang aus Gummi und die andere Rolle zumindest am Umfang aus
Metall, kann mit dieser Kombination im vorwiegend benötigten Fadenspannungsbereich
von 5 bis 250 cN gearbeitet werden.
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Durch
das Anpressen der Rolle mit Gummiüberzug gegen die Rolle mit
relativ starrer Oberfläche wird
beim Drehen der Rollen die Walkarbeit geleistet, die abhängig von
der durch den Druckzylinder aufgebrachten Kraft ist und die Bremswirkung
auf die Rollen erzeugt.
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Bestehen
beide Rollen zumindest am Umfang aus elastischem Material wie Gummi,
kann der Bereich der Fadenspannung, die erzeugt werden kann, bei
sonst unveränderten
Bedingungen über 250
cN hinaus nach oben erweitert werden.
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Die
Rollenbremse ist funktionssicher, umfasst einfache Bauteile, insbesondere
kostengünstige
Serienteile und ist kompakt und Platz sparend aufgebaut. Die Einstellung
der Fadenzugkraft kann in einem Bereich verändert werden, mit dem alle
für den Kablierprozess
erforderlichen Werte abgedeckt werden können. Ein Nachjustieren der
Rollenbremse nach einer Änderung
des Luftdrucks ist nicht erforderlich. Die Rollenbremse eignet sich
für den
Einsatz im gesamten Außenfadenlauf
zwischen Ablaufspule und Einlauf in die Spindelachse einer Kabliermaschine,
insbesondere auch zum Einsatz in schwenkbaren Gattern.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert.
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Es
zeigen:
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1 drei
beispielhaft ausgewählte
Gatter einer Kabliermaschine mit jeweils einer Rollenbremse,
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2 eine
erfindungsgemäße Rollenbremse in
Seitenansicht,
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3 eine
Vorderansicht der Rollenbremse der 2, teilweise
im Schnitt durch die vordere Rolle,
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4 eine
Vorderansicht der Rollenbremse der 2, teilweise
im Schnitt durch die hintere Rolle,
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5 eine
Vorderansicht der Rollenbremse der 2, teilweise
im Schnitt durch einen Lagerbolzen,
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6 die
Rollenbremse der 2 von der Rückseite gesehen, teilweise
im Schnitt durch einen Pneumatikzylinder,
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6A den
Schnitt durch den Pneumatikzylinder der Ansicht A der 6 in
vergrößerter Darstellung,
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7 eine
zentrale Druckluftversorgung mit drei Rollenbremsen.
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1 zeigt
die Anordnung einer Rollenbremse 1 an einer Kabliermaschine
im Fadenlauf des Außenfadens 2 an
drei beispielhaft dargestellten, nebeneinander liegenden beweglichen
Einzelgattern 3. Die Rollenbremse 1 ist mittels
eines Trägerblechs 10 an
einem Halter 11 des Einzelgatters 3 fixiert. Der
Außenfaden 2 wird
von einer Ablaufspule 4 abgezogen, durchläuft die
Rollenbremse 1 und wird dem Kabliervorgang zugeführt.
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Die
in den 2 bis 5 dargestellte Rollenbremse 1 ist
als kompakte vormontierbare Baueinheit ausgeführt. Der durchlaufende Außenfaden 2 passiert
die Einlauföse 5,
den Klemmbereich 6, der von den drehbar gelagerten Rollen 7 und 8 gebildet wird,
und die Auslauföse 9 der
Rollenbremse 1. Die Rollenachse 12 der Rolle 8 ist
mittels einer Schraubverbindung ortsfest mit dem Trägerblech 10 verbunden.
Die Rollenachse 13 der Rolle 7 ist mit einer Schraubverbindung
am als Hebelarm 14 ausgebildeten Andruckhebel fixiert.
Die Rolle 7 umfasst eine Kugellagerung 15 für den Außenring 16.
Die Rolle 8 weist ein Kugellager 17 auf, mit dem
eine Hülse 18 drehbar
gelagert ist. Die Hülse 18 trägt einen
Gummiring 19. Sowohl die Rolle 7 als auch die
Rolle 8 sind einseitig durch Schutzkappen 20, 21 verschlossen, um
Wickelbildung zu verhindern. Über
dem Zwickelbereich zwischen den Rollen 7, 8 ist
ein Schutzblech 22 angeordnet, das die Einlauföse 5 trägt. Der
Hebelarm 14 ist um einen Lagerbolzen 15 in Lagerbuchsen 16 schwenkbar
gelagert. Der Lagerbolzen 15 ist ortsfest mit dem Trägerblech 10 verbunden.
Die Höhe der
dem Außenfaden 2 von
der Rollenbremse 1 erteilten Fadenzugkraft ist von der
Höhe der
Anpresskraft zwischen den beiden Rollen 7, 8 abhängig. Durch
das Anpressen wird beim Drehen der Rollen im Gummiring 19 Walkarbeit
geleistet. Die Anpresskraft wird mittels einer Pneumatikeinrichtung 25 erzeugt,
die mit dem Stößel 26 an
den Hebelarm 14 angreift, wie 6 zeigt.
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In 6A ist
die einen Direktmembranzylinder umfassende Pneumatikeinrichtung 25 dargestellt. Über einen
Druckluftstopfen 27 wird die Druckkammer 28 mit
Druckluft beaufschlagt. Der in der Druckkammer 28 eingestellte
Luftdruck beaufschlagt die Membran 29 mit einer Kraft,
die auf den Stößel 26 wirkt
und direkt auf den Hebelarm 14 übertragen wird. Gegen diese
Kraft stützt
sich die Rolle 7, die mit dem Hebelarm 14 um den
Lagerbolzen 23 schwenkbar ist, mit der Anpresskraft an
der Rolle 8 ab. Die Anpresskraft ist direkt proportional
der vom Stößel 26 auf
den Hebelarm 14 aufgebrachten Kraft. Auf dem unteren Gehäuseteil 30 der Pneumatikeinrichtung 25 ist
mittels Verschraubung 31 ein Kammerdeckel 32 befestigt.
Die elastische Membran 29 wirkt dabei zwischen Kammerdeckel 32 und
unterem Gehäuseteil 30 als
Abdichtung der Druckkammer 28 gegen die Umgebungsluft.
Das untere Gehäuseteil 30 bildet
die Lagerung des Stößels 26.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann die Pneumatikeinrichtung 25 einen
normalen Druckzylinder umfassen.
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7 zeigt
die zentrale Druckluftversorgung der Rollenbremsen 1. Auf
die Druckluftstopfen 27 münden Abgänge 33 der Druckluftleitung 34.
Die Druckluftleitung 34 ist über einen Druckregler 35 mit einer
Druckluftquelle 36 verbunden. Mittels des Druckreglers 35 wird
derselbe Luftdruck für
alle angeschlossenen Rollenbremsen 1 zentral und gleichzeitig
eingestellt. Der eingestellte Luftdruck wird am Manometer 37 angezeigt.
Mit der Einstellung des Luftdrucks ist eine exakte reproduzierbare
und zeitsparende Einstellung der Fadenzugkraft an der Rollenbremse 1 möglich. Ein
Nachjustieren der einzelnen Rollenbremsen 1 nach einer Änderung
des Luftdrucks bei einer zentral angesteuerten Gruppe von Rollenbremsen
(1) ist nicht mehr erforderlich.